×
20.04.2015
216.013.43e2

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВИНТОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРУЖИН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения винтовых цилиндрических пружин. Способ включает навивку пружины, термообработку, дробеметную обработку, заневоливание пружины или ее 3-5-кратное сжатие до соприкосновения витков и наклеп. Навивку пружины производят с шагом, превышающим шаг готовой пружины, осуществляют люмоконтроль и шлифовку торцов термообработанной пружины. Наклеп осуществляют на заключительной стадии штамповкой наружной и внутренней поверхности пружины путем проталкивания плотно одетой на пуансон сжатой пружины через отверстие матрицы, диаметр которого меньше диаметра находящейся на пуансоне пружины. Обеспечивается стабильность упругих свойств пружины, повышается производительность упрочнения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу упрочнения винтовых цилиндрических пружин сжатия.

Уровень техники

Известен способ упрочнения пружин - дробеметная обработка, который является наиболее распространенным в производстве пружин. Сущность процесса обработки дробью заключается в том, что детали после окончательной механической или термической обработки подвергают ударному воздействию потока стальной или чугунной дроби. Дробеметную обработку пружин производят на механических или пневматических дробеметных машинах стальной или чугунной дробью диаметром от 0,4 до 1,8 мм (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с, с. 74…75).

При дробеметной обработке на поверхности витков создаются двухсторонние остаточные напряжения сжатия, препятствующие раскрытию усталостных трещин и повышающие предел выносливости на 40-80%. (Лавриненко, Ю.А. Упрочнение пружин / Ю.А. Лавриненко, Е.Г. Белков, В.В. Фадеев - Уфа: Издательский дом «Бизнес-Партнер», 2002. - 124 с. 16).

Недостатком способа является то, что дробеметная обработка не устраняет неравномерность распределения напряжений по сечению витка пружины. Витки цилиндрической пружины обычно имеют значительную кривизну. Это приводит к значительному повышению напряжений, достигающему 40% на внутреннем 1 волокне витков, по сравнению с напряжениями, возникающими на наружном волокне витков. (Пономарев, С.Д. Расчет упругих элементов машин и приборов / С.Д. Пономарев, Л.Е. Андреева. - М.; Машиностроение, 1980. - 326 с, с. 88). В процессе работы пружины на внутренней стороне сечения витков развиваются усталостные трещины.

Известно, что наибольшую стабильность упругих свойств в зависимости от вида обработки пружины показывают после обработки в напряженном состоянии (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с, с. 93…96). По аналогии с этим дробеметная обработка пружин должна производиться в сжатом до соприкосновения витков (напряженном) состоянии. При дробеметной обработке сжатой пружины поток дроби достигнет только наружной стороны витков, а внутренняя сторона витков останется неупрочненной, что является недостатком.

Известен способ упрочнения цилиндрических винтовых пружин, включающий навивку, закалку, отпуск, дробеструйную обработку и заневоливание, причем на заключительной стадии производят наклеп внутренней поверхности пружин. Наклеп осуществляют с помощью протягивания дорна либо ударным воздействием на внутреннюю поверхность витка пружины. Предлагаемые устройства реализации способа - дорн либо упрочняющую головку с роликами устанавливают на токарном станке, в зажимном приспособлении которого закрепляется пружина (Патент RU 2462519, МПК C21D 9/02, C21D 7/06, B21F 35/00. Способ упрочнения цилиндрических винтовых пружин / Шаврин О.И., 2011115786/02; заявлено 20.04.2011; опубликовано 27.09.2012. Бюл. №27).

Недостатком этого способа, принятого в качестве прототипа, является сложность крепления пружины в зажимном приспособлении токарного станка и возможность повреждения ее витков при неравномерном распределении сил зажима и сил от протягивания дорна или от ударного воздействия роликов головки неназванной модели (марки).

Недостатками также являются длительность процессов: установки пружины в устройство и удаления из него, приведения во вращение пружины и рабочего инструмента (дорна или головки с роликами), подвода и отвода рабочего инструмента. Не решен вопрос снятия пружины с рабочего инструмента, что также является недостатком.

В этом способе под понятием «заневоливание» указано 3- или 5-кратное сжатие пружины до соприкосновения витков, что на самом деле не является заневоливанием, а считается предварительной осадкой, применяемой с целью обнаружения грубых отклонений от технологического процесса. Основная осадка пружин, в том числе циклических, производится операцией заневоливания, которая происходит за первые 20-30 часов, и затем увеличивается незначительно. (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с, с. 65…68).

Известно, что наибольшую стабильность упругих свойств в зависимости от вида обработки пружины показывают после обработки в напряженном состоянии (Остроумов, В.П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В.П. Остроумов. - М.: Машиностроение, 1970. - 135 с, с. 93…96). По аналогии с этим наклеп внутренней поверхности пружины в представленном изобретении должен производиться в сжатом состоянии, что не выполнено. Это также является недостатком принятого за прототип способа.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является увеличение стабильности упругих свойств пружины и сокращение времени установки и выемки пружины из устройства и времени упрочнения пружин в сжатом состоянии. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании пластических деформаций одновременно на наружной и внутренней поверхности витков сжатой пружины и в повышении производительности упрочнения.

Технический результат достигается тем, что способ упрочнения винтовых цилиндрических пружин включает навивку пружины из предварительно упрочненной или из закаливаемой проволоки с шагом, превышающим шаг готовой пружины на величину припуска под заневоливание и штамповку (6-14% от высоты готовой пружины), термообработку - отпуск для пружин из предварительно упрочненной проволоки или закалку и отпуск для пружин из закаливаемой проволоки, люмоконтроль, шлифовку торцов, дробеметную обработку, заневоливание. На заключительной стадии производят наклеп штамповкой наружной и внутренней поверхности пружины путем проталкивания плотно одетой на пуансон сжатой пружины через отверстие матрицы устройства, диаметр которого меньше диаметра находящейся на пуансоне пружины на 0,2-2 мм в зависимости от диаметра витка. При этом наклеп наружной и внутренней поверхностей пружины происходит за счет деформации витков на 0,2-2 мм между пуансоном и матрицей. Время наклепа 1-2 секунды.

Краткое описание чертежей

На фиг. изображено устройство для упрочнения винтовых цилиндрических пружин.

Осуществление изобретения

Способ упрочнения винтовых цилиндрических пружин осуществляется следующим образом. Например, пружину навивают с шагом, превышающим шаг готовой пружины на величину припуска под заневоливание и штамповку (6-14% от высоты готовой пружины), термообрабатывают, осуществляют люмоконтроль, шлифуют торцы, производят дробеметную обработку, заневоливают или производят 3-5-кратное сжатие до соприкосновения витков. На заключительной стадии производят наклеп штамповкой наружной и внутренней поверхности пружины путем проталкивания плотно одетой на пуансон сжатой пружины через отверстие матрицы устройства, диаметр которого меньше диаметра находящейся на пуансоне пружины на 0,2-2 мм в зависимости от диаметра витка. Время наклепа 1-2 секунды.

Для наклепа штамповкой внутренней и наружной поверхностей пружины 1 предлагается использовать устройство, содержащие матрицу 2, пуансон 3 с буртиком 4, упор 5. Матрицу 2 следует закрепить на столе штамповочного пресса (на фиг. не показан), а пуансон 3 - к верхней плите штамповочного пресса. Пружину 1 устанавливают с зазором в верхнюю расточку матрицы 2, где она опирается на коническую расточку или упор 5. Затем движением пресса опускают пуансон 3 вниз. При этом пуансон 3 плотно входит в пружину 1 до ее упора в буртик 4 пуансона и заходит, продолжая движение вниз и сжимая пружину, во вторую расточку, диаметр которой меньше наружного диаметра сжатой и находящейся на пуансоне 3 пружины 1. Выйдя из матрицы 2, пружина 1 несколько увеличит свой диаметр, после чего обратным ходом верхней плиты пресса снимают пружину 1 с пуансона 3, так как пружина 1 упрется в торец матрицы 2 и в нее не зайдет.

Пружина 1, прошедшая термообработку (закалку и отпуск для пружин из закаливаемой проволоки и отпуск для пружин из предварительно упрочненной проволоки), дробеметную обработку, заневоливание или 3-5-кратное сжатие до соприкосновения витков, подвергается дополнительной обработке внутренней и наружной поверхностей витков. Упрочнение внутренней и наружной поверхностей витков происходит за счет того, что разница диаметров внутренней поверхности матрицы 2 и пуансона 3 меньше диаметра витка пружины 1 на 0,2-2 мм. На внутренней и наружной поверхностях витка пружины 1 образуются зоны упрочненного металла, отчего возрастает предел текучести, создаются внутренние сжимающие напряжения, увеличивающие усталостную прочность и долговечность пружины 1.

Представленная операция упрочнения внутренней и наружной поверхностей пружин 1 штамповкой более производительна, чем известный способ упрочнения внутренней поверхности токарной обработкой, поскольку происходит на быстроходном штамповочном прессе и может быть механизирована с помощью применяемых при штамповке устройств для установки в штамп и удаления деталей из штампа. Время установки пружины 1 в матрицу 2, проталкивания пружины сквозь матрицу 2 и снятия пружины 1 с нее не превышает 1-2 с, в то время как длительность установки пружины в зажимное приспособление токарного станка, время вращения и проталкивания дорна или обкатки роликами внутренней поверхности пружины и время изъятия пружины из зажимного приспособления токарного станка значительно превышает время упрочнения по предлагаемому способу.

Таким образом, применение предложенного способа упрочнения пружин 1 в сжатом состоянии позволяет создать на внутренней и наружной поверхностях витков пружин 1 сжимающие остаточные напряжения, которые складываются с растягивающими напряжениями, возникающими при работе пружины 1 и уменьшают их. Предполагается увеличение долговечности упрочненных таким образом пружин в 1,4-2 раза относительно долговечности пружин, упрочненных известными способами, что согласуется с показанным в работе (Тебенко, Ю.М. Проблемы производства высокоскоростных пружин и пути их решения. Монография / Ю.М. Тебенко. - Ставрополь: OO «Мир данных», 2007. - 152 с.) увеличением долговечности пружин при использовании пластического упрочнения витков.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- упрочнение внутренней и наружной поверхностей пружин производят в сжатом состоянии;

- наибольшая стабильность упругих свойств пружин;

- высокая производительность упрочнения пружин.


СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВИНТОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРУЖИН
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 32.
20.05.2013
№216.012.3fd8

Устройство для контактного заневоливания пружин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении и применении пружин на предприятиях. Устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481914
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.42da

Способ производства чая из листьев стевии

Изобретение относится к пищевой промышленности. Завяливают, скручивают, отделяют скрученные нежные листья стевии от грубых листьев и стеблей. Грубые листья и стебли передают на вторую стадию процесса скручивания и последующую стадию ферментации в течение 45-50 мин и параметрах, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482691
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.10.2013
№216.012.78a5

Устройство для упражнений игры в настольный теннис

Изобретение относится к тренировочным устройствам для упражнений, имитирующих игру в настольный теннис. Устройство содержит струбцину с площадкой для крепления к столу и с ребром с центральным и радиальными отверстиями, стойку, расположенное в подпружиненной относительно стойки серьге свободно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496547
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a7a

Стенд для восстановления и обкатки форсунок автотракторных дизельных двигателей

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к ремонтным работам топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет снизить расход топлива и дымность выхлопных газов двигателя. Стенд для восстановления и обкатки форсунок дизельных автотракторных двигателей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497016
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.06.2014
№216.012.d45c

Способ покрытия внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при сооружении и ремонте трубопроводов. По трубопроводу перемещают механизм, которым на внутреннюю поверхность трубопровода наносят раствор в виде продольных полос. На полосы накатывают оболочку и оставляют в трубопроводе до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520135
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6d0

Способ покрытия внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при сооружении и ремонте трубопроводов. В способе перекатывают в трубопроводе две оболочки, между которыми перемещают раствор. Первоначально в слое раствора формируют полосы, затем первую оболочку по ходу покрытия удаляют из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520770
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.08.2014
№216.012.e739

Каток ударного действия с регулируемой силой удара

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в других отраслях промышленности. Каток ударного действия с регулируемой силой удара включает продольную ось вращения катка с плоскостью симметрии, перпендикулярной продольной оси вращения, и размещенными дискретно и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524986
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.ea02

Способ получения эмбрионов овец in vitro

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к клеточной инженерии. Способ предусматривает извлечение ооцит-кумулюсных комплексов из яичников, культивирование их до стадии метафазы II, совместное культивирование ооцитов и сперматозоидов, культивирование оплодотворенных яйцеклеток....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525714
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.09.2014
№216.012.f5aa

Очесывающее устройство

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может применяться для уборки сельскохозяйственных культур очесом на корню. Очесывающее устройство содержит корпус, очесывающий барабан, шнек, гидросистему, крышку корпуса, обтекатель и параллелограммный механизм. Обтекатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528723
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f989

Способ приготовления кормовой добавки для поросят гипотрофиков

Изобретение относится к технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции и предназначено для использования в кормлении поросят гипотрофиков. Способ включает смешивание обезжиренного молока и порошка листостебельной массы стевии. Обезжиренное молоко нагревают до температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529718
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-10 из 61.
27.02.2013
№216.012.29f6

Конусная инерционная дробилка

Изобретение относится к технике измельчения и может быть использовано в комбикормовой, мукомольной, пищевой, медицинской, химической и горнодобывающей промышленности. Конусная инерционная дробилка содержит корпус с наружным конусом и внутренний конус, имеющий вал, установленный на двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476269
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.31be

Очистка зерноуборочного комбайна

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в очистных устройствах зерноуборочного комбайна. Очистка зерноуборочного комбайна включает в себя стрясную доску с установленной на её конце пальцевой гребенкой, решетный стан и вентилятор. Пальцы пальцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478277
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3537

Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для зажигания и питания током повышенной частоты газоразрядных осветительных ламп высокого давления. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности устройства. Пускорегулирующее устройство для газоразрядных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479166
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.39a4

Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей

Изобретение может быть использовано при индукционной наплавке деталей машин, работающих в режиме интенсивного абразивного изнашивания, ударных нагрузок и высоких контактных напряжений, в частности рабочих органов почвообрабатывающих машин. Порошок для износостойкой индукционной наплавки деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480317
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.3fd8

Устройство для контактного заневоливания пружин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении и применении пружин на предприятиях. Устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481914
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.42da

Способ производства чая из листьев стевии

Изобретение относится к пищевой промышленности. Завяливают, скручивают, отделяют скрученные нежные листья стевии от грубых листьев и стеблей. Грубые листья и стебли передают на вторую стадию процесса скручивания и последующую стадию ферментации в течение 45-50 мин и параметрах, аналогичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482691
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4611

Комбинированный дисковый сошник зерновой сеялки

Комбинированный дисковый сошник зерновой сеялки включает набор из расположенных на одной оси ножа в виде гладкого диска с заточкой по окружности и семявдавливающего элемента в виде цилиндрического диска меньшего диаметра. В передней части к ним примыкает семятукопровод и бороздообразующий орган...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483517
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.4ebc

Уплотнительная прокладка для пневматического высевающего аппарата

Уплотнительная прокладка предназначена для пневматического высевающего аппарата, содержащего бункер, в котором расположены семена, поступающие в семенную камеру, а также вакуумную камеру, и установленный между камерами на горизонтальном валу высевающий диск. Высевающий диск состоит из основания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485749
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51cb

Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного и периодического контроля состояния обмоток силовых трансформаторов без отключения от сети. Устройство содержит силовой трехфазный трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486532
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.5ec3

Способ получения молочного фруктово-овощного напитка

Способ предусматривает сбор сыворотки, концентрирование сыворотки методом ультрафильтрации до содержания сухих веществ 15-16%. Затем пастеризуют нагреванием до 65-67°С с выдержкой 0,2-0,3 мин и охлаждают до 8-10°С. В концентрированную творожную сыворотку в количестве 72-74% от общей массы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489891
Дата охранного документа: 20.08.2013
+ добавить свой РИД